水泥工艺学(第三章).ppt

第三章 硅酸盐水泥熟料矿物组成及其配料计算 3.1 硅酸盐水泥熟料的矿物组成 3.2 熟料的率值 3.3 熟料矿物组成的计算 3.4 熟料矿物组成的选择 3.5 配料计算 3.1 硅酸盐水泥熟料的矿物组成 一、化学组成： 主要化学成分：CaO 62%~67% 　 SiO2 20%~24% 　 Al2O3 4%~ 7% 　Fe2O3 2.5%~6% 其它氧化物　　MgO SO3 Na2O 　　 K2O TiO2 P2O5等 二、矿物组成 （一）硅酸三钙（C3S） 矿物特性： （1）含量50%左右，甚至高达60%以上； （2）纯C3S只在2065~1250℃内稳定； ＜ 1250℃ C3S C2S+CaO 反应慢，常温下呈介稳状态； （3）C3S有三种晶系七种变型： R型为三方晶系，M型为单斜晶系，T型为三斜晶系。R型和MⅢ 型强度比T型高。 （4）不纯，含少量氧化镁、氧化铝、氧化铁等形成固溶体，称为阿利特，简称A矿。 （5）纯C3S晶体截面为六角形或棱柱形；单斜晶系的阿利特单晶为假六方片状或板状。 矿物水化特性： （1）水化较快，早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率大，居四种矿物之首，28 d强度达一年强度的70%~80%； （2）水化热较高；抗水性较差。 C2S的水化特性： （1）水化反应慢，28 d仅水化20%左右，凝结硬化慢；早期强度低，但后期强度增长率较高，一年后赶上阿利特。 （2）贝利特的水化热小，抗水性较好。在中低热水泥和抗硫酸盐水泥中，适当提高贝利特含量而降低阿利特含量是有利的。 （三）中间相 1.铝酸三钙 矿物特性： （1）不纯，形成固溶体，称黑色中间相 （2）晶型随原材料性质、熟料形成与冷却工艺的不同而有所差别。 水化特性： （1）水化快，凝结快； （2）早强较高，但绝对值不高。3 d发挥出大部分强度，以后不增长，甚至倒缩。 （3）水化热高，干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐性能差。 2. 铁铝酸四钙 矿物特性： （1）铁铝酸四钙代表的是一系列连续的固溶体。 （2）不纯，形成固溶体，称C矿（才利特）白色中间相。 水化特性： （1）水化速度：早期介于C3A、C3S间，后期的发展不如C3S； （2）早强似C3A，后期能增长，似C2S （3）水化热较C3A低，抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好。 3. 玻璃体 形成：工厂实际生产条件下，硅酸盐水泥熟料中的部分熔融液相被快速冷却来不及结晶而成为过冷凝体称为玻璃体。 主要成分：Al2O3、Fe2O3、CaO及少量MgO、Na2O、K2O 等。 性能：水化热较大；可改善熟料性能和易磨性。 （四）游离氧化钙和方镁石 MgO存在形式： （1）溶解于C4AF、C3S中形成固溶体； （2）溶于玻璃体中； （3）以游离状态的方镁石形式存在。 方镁石指游离状态的氧化镁晶体，是熟料中氧化镁的一部分。 　 （1）水化很慢，需0.5～1年。 （2）水化生成氢氧化镁，体积膨胀148%，导致水泥安定性不良。 （3）方镁石膨胀的严重程度与晶粒尺寸和含量有关。 尺寸1μm 时，含量5%引起微膨胀； 尺寸5 ～7μm 时，含量3%引起严重膨胀。 国家标准规定硅酸盐水泥中氧化镁含量不得超过5%。 3.2 熟料的率值 率值（水泥熟料中各氧化物的比例）更能反映熟料矿物组成和性能。 通过率值作为生产的控制指标。 一、水硬率 意义：熟料中氧化钙与酸性氧化物之和的质量分数的比值。 但是，只控制同样的水硬率，并不能保证熟料有相同的矿物组成。只有同时也控制各酸性氧化物之间的比例，才能保证熟料矿物组成的稳定。 取值：1.8 ～2.4 二、硅率 意义：熟料中SiO2的百分含量与Al2O3和Fe2O3百分含量之比。表示熟料中的硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例关系，反映了熟料的质量和易烧性。 当Al2O3/Fe2O3﹥0